CN101878176A - 被动磁升降机车厢稳定器 - Google Patents
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Abstract
一种用于对第一部件(16)和第二部件(14)之间的振动进行阻尼的装置(22),所述装置包括:接收构件(24),其构造成连接到所述第一部件(16);第一永磁体(26),其布置在所述接收构件(24)内;第二永磁体(28),其布置在所述接收构件(24)内与所述第一磁体(26)成串;可滑动地连接到所述接收构件(24)的接合构件(30),所述接合构件包括构造成接合所述第二部件(14)的第一端部和在所述接收构件(24)内邻近于所述第一磁体(26)的第二端部。所述第二磁体(28)包括磁极,该磁极排斥所述第一磁体(26)的面对的磁极。
Description
技术领域
本发明涉及第一和第二部件之间的阻尼振动。更具体地,本发明涉及永磁体阻尼器,其构造成使从车厢所乘的导轨传递到升降机车厢的振动遇到阻尼。
背景技术
典型的升降机***包括升降机车厢和配重,其每个均悬挂在升降通道内升降绳的远点。在一些***中,升降机车厢和升降绳均附接到车厢框架。升降机***还包括导轨,该导轨延伸升降通道的长度并且附接到升降通道的相对侧。一组辊导引件附接到升降机车厢或车厢框架并且导引车厢或框架沿导轨在升降通道内上下运动。
几个因素会影响升降机车厢在升降机***内骑乘的质量。一个因素是升降通道的总长度。较长的升降通道需要较多数量的导轨节段堆放在升降通道内并且需要位于导轨节段之间的较多数量的接头。较多数量的导轨节段导致导轨的总重量较重。导轨的重量升高会使得轨道在升降通道内偏斜。而且,导轨节段之间的接头会导致接头处的不连续性。即使略微偏斜的轨道和接头中最小的不连续性也会导致上升或下降中的升降机车厢振动并且横向运动。
为了最小化轨道缺陷对升降机车厢骑乘质量的负面影响,辊导引件组件通常包括悬挂***和阻尼***。然而,现有的辊导引件组件在平衡阻尼所需的刚性和悬挂所需的缓冲性上无所适从。除了辊导引件的悬挂和阻尼之外,现有的升降机***通常采用了布置在例如框架和车厢之间的天然橡胶减震器以在工作期间使车厢稳定。这些减震器的固定和调整通常并不正确,导致升降机车厢的振动加大。减震器的材料性质随时间退化,从而使得有必要相对经常性地进行更换。最后,减震器将振动例如从车厢框架传递到车厢,而这激励了其他部件,从而在***内产生额外的噪音。
现有升降机***还采用了电磁耦接器以降低导轨缺陷对升降机车厢骑乘质量的影响。然而,电磁耦接器具有几个缺点。电磁耦接器在这种耦接器中包含的驱动电磁体的电源失效时会失效。电磁耦接器在工作期间消耗额外的电能并且给采用这种耦接器的升降机***增加了质量。另外,电磁耦接器非常昂贵,实际上妨碍了其在商业升降机***应用领域的使用。
除了诸如电磁耦接器的主动方案之外,也已经提出了包括被动非接触永磁体耦接器的升降机***。名称为“Permanent Magnet NoiseIsolator”的PCT国际申请US2007/002433描述了一种这样的耦接器。可采用例如PCT US2007/002433中描述的非接触磁耦接器来将升降机车厢从导轨缺陷引起的振动隔离。磁耦接器包括数组相斥的磁体对,这些磁体对布置成在例如升降机车厢和车厢框架之间或者车厢框架和辊导引件之间形成耦接。
就以上而言,本发明的目标是解决一个或几个前述困惑升降机***的问题。
发明内容
一种用于对第一部件和第二部件之间的振动进行阻尼的装置,包括:接收构件,其构造成连接到所述第一部件;第一永磁体,其布置在所述接收构件内;第二永磁体,其布置在所述接收构件内与所述第一磁体成串;可滑动地连接到所述接收构件的接合构件,所述接合构件包括构造成接合所述第二部件的第一端部和在所述接收构件内邻近于所述第一磁体的第二端部。所述第二磁体包括磁极,该磁极排斥所述第一磁体的面对的磁极。
应当理解,前面的一般性描述和后面的详细描述均仅为示例性和解释性的,而并不对所请求保护的本发明有所限制。
附图说明
本发明的这些或其他特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中示出的示例性实施例变得明显,下面对附图进行简要介绍。
图1示出了升降机***。
图2示出了包括根据本发明永磁体阻尼器的一个实施例的升降机***。
图3是图2所示一组阻尼器的细节透视图,该组阻尼器布置在车厢框架和车厢顶部之间的结合处。
图4是图2和图3所示永磁体阻尼器的一个实施例的剖视图。
图5是与图2-4中永磁体阻尼器类似的阻尼器中永磁体的排斥力对于磁体之间距离的由线。
图6是本发明替代性实施例的细节顶视图,其中,对升降机***中永磁体阻尼器的数量和布置进行了改变。
具体实施方式
在全部附图中,使相同和相似的附图标记表示相同或相似的部件。
图1示出了升降机***10,其包括牵引构件(例如如图所示的缆线,或者替代性的带)12、车厢框架14、车厢16、辊导引件18和导轨20。缆线12连接到车厢框架14和升降通道内的配重(未示出)。车厢16附接到车厢框架14,而通过缆线12传递到车厢框架14的力使得车厢16在升降通道内上下运动。辊导引件18附接到车厢框架14并且导引车厢框架14和车厢16沿导轨20在升降通道内上下运动。
导轨20内的缺陷使得车厢框架14以及使得车厢16在升降通道内振动和运动,从而可影响骑乘质量。几个因素会影响车厢16的骑乘质量。如前面讨论的,两个因素是:(a)升降通道的总长度,其直接与导轨20节段偏斜的可能性有关;和(b)导轨20节段之间的接头内的不连续性的可能性。即使略微偏斜和不连续的轨道20也会导致振动或噪音,其可通过辊导引件18和车厢框架14传递到车厢16。
图2示出了包括根据本发明永磁体阻尼器22的一个实施例的升降机***。在图2中,升降机***10包括车厢框架14、车厢16、辊导引件18、导轨20和十二个永磁体阻尼器22(图2中示出其中八个)。阻尼器22可连接到车厢16的顶部和底部车厢框架14附近。连接到车厢16顶部的阻尼器22可包括例如位于车厢框架14和车厢16顶部之间两个结合处的两组三阻尼器22。每个阻尼器22被定位成抵抗另一个与其对准的阻尼器22,从而限定了阻尼器对。在所示实施例中,对于设置在车厢16顶部的阻尼器22,第一对阻尼器设置在两组三阻尼器22的第一组内,第二对阻尼器设置在两组三阻尼器22的第二组内,而第三对阻尼器由设置在第一组三阻尼器22中的一个阻尼器22以及设置在第二组三阻尼器22中的一个阻尼器22限定。
图3是一组三阻尼器22的细节透视图,该组三阻尼器22布置在车厢框架14顶部和车厢16顶部之间一个的结合处。该组阻尼器22包括一对阻尼器22a、22b;而另一个阻尼器22c与另一组阻尼器22中的一个阻尼器成对。每对阻尼器22,例如图3所示阻尼器22a和22b,可相对地布置以对例如车厢框架14和车厢16之间一个维度的两个方向(例如,前/后方向、左右方向和/或上下方向)之间的振动进行阻尼。再次参见图2,阻尼器22可构造成对导轨20中缺陷引起的并且从辊导引件18传递到车厢框架14从而从车厢框架14传递到车厢16的振动进行阻尼。通过在车厢16和导轨20之间布置阻尼器22,在该实施例中即在车厢框架14和车厢16之间的四个连接处布置阻尼器22,车厢16可基本与导轨20引起的扰动隔离。例如,在图2所示升降机***10中,导轨20中由略微偏斜或不连续性引起的缺陷当导引件18、框架14和车厢16沿导轨20骑乘时使得辊导引件18,进而使得框架14偏斜或振动。然而,车厢16可基本不受导轨20中的这种缺陷影响,因为车厢框架14和车厢16之间的阻尼器22可起作用以在导轨20引起的振动到达车厢16之前基本吸收该振动。
图4是永磁体阻尼器22的一个实施例的剖视图,该永磁体阻尼器22包括套管24形式的接收构件、第一磁体26、第二磁体28、诸如在套管24内为轴颈的柱塞30的接合构件、诸如螺栓32的螺纹构件和诸如O形圈34的缓冲件。阻尼器22或者紧固到基座40或者与基座40整体地形成。如图3所示,基座40并且进而阻尼器22可(通过紧固件42,例如螺栓)连接到第一部件(例如车厢16)并邻近于第二部件(例如车厢框架14),并且可构造成对车厢16和车厢框架14之间的振动进行阻尼。第一磁体26可布置在套管24内侧,使得一个端部邻近于柱塞30而另一个端部面对第二磁体28。第二磁体28可布置在套管24内侧与第一磁体26成串,使得一个端部邻近于螺栓32而另一个端部面对第一磁体26。在本发明替代性实施例中,可用例如一组螺钉来代替螺栓32。第一和第二磁体26、28可例如大致为柱形。第一和第二磁体26、28的面对的端部包括相斥的磁极。在图4中,例如,第一磁体26的北(“N”)极面对第二磁体28的北(“N”)极。在阻尼器22的另一个实施例中,第一磁体26的南(“S”)极可被布置成面对第二磁体28的南(“S”)极。柱塞30可滑动地连接到套管24并邻近于第一磁体26。在本发明的一些实施例中,柱塞30可由工程塑料制成。例如,柱塞30可由诸如Nylatron的尼龙和二硫化钼(MoS2)化合物或诸如Delrin的缩醛树脂制成,Nylatron由位于Reading,PA的Quadrant Engineering Plastic Products生产,Delrin由位于Wilmington,DE的E.I.du Pont de Nemours and Company生产。螺栓32可调节地连接到套管24并邻近于第二磁体28。螺栓32可构造成易于调节第一和第二磁体26、28之间的间距。而且,虽然并未示出,但可设置锁定机构以防止螺栓32由于第一和第二磁体26、28之间的排斥力而退出套管24。
在工作中,车厢框架14的振动和偏斜使得车厢框架14与阻尼器22的柱塞30接合。由于柱塞30进入套管24的运动被第一和第二磁体26、28的相斥磁场所阻止,从而阻尼器22对振动和偏斜进行阻尼。来自第一和第二磁体26、28的磁场的排斥力与磁体之间的距离成比例,因而当柱塞30被更加推到套管24内时,阻尼器22的阻尼效果增强。
另外,在套管24导电的实施例中,第一磁体26的运动可起作用以在导电套管24内感生电涡流。套管24内感生的电流可转而产生其自身的磁场,该磁场可与第一磁体26的磁场组合,从而在阻塞30继续将第一磁体26朝向第二磁体28推动时增强阻尼器22的阻尼效果。因此,在阻塞30在套管24内将第一磁体26朝向第二磁体28推动时,阻尼器22的排斥力可指数增强。图5示出了套管24内所产生磁场的累积效果。特别地,图5示出了第一和第二磁体26、28的排斥力(y轴)对于套管24内第一和第二磁体26、28之间距离(x轴)的曲线。
在图4中,第一磁体26、第二磁体28和柱塞30可具有在套管24内它们之间并且包围它们的空气屏障38,该空气屏障38有助于阻尼器22的阻尼强度。空气屏障38在套管24内产生的气动阻尼可通过改变容纳第一和第二磁体26、28的腔体尺寸和/或通过在套管24的内部和外部之间添加一个或多个孔而得到调节。例如,在图4中,套管24包括孔36,该孔36具有在套管24内侧表面上的第一开口以及在套管24外侧表面上的第二开口。阻尼器22还可包括O形圈34,该O形圈34构造成物理地限制柱塞30的行程。O形圈34可如图4所示布置在柱塞30的杆体周围,在柱塞20的头部和套管24的端部之间。替代性地或另外地,O形圈可布置在套管24内第一和第二磁体26、28之间。
虽然图4所示阻尼器22的实施例包括两个永磁体26、28,但阻尼器22的实施例也可包括与第一和第二磁体26、28成串布置并适于调节永磁体阻尼器22阻尼强度的一个或多个附加的永磁体。在包括套管24内成串布置的多于两个永磁体26、28的实施例中,磁体可布置成使得每个磁体对的面对的端部均具有相斥的磁极。例如,阻尼器22的一个实施例可包括成串布置的三个永磁体,使得第一磁体的北极面对第二磁体的北极并且第二磁体的南极面对第三磁体的南极,从而,三个磁体被布置成(S-N)(N-S)(S-N)的相斥极构造。类似地,阻尼器22的另一个实施例可包括成串布置的三个永磁体,使得第一磁体的南极面对第二磁体的南极并且第二磁体的北极面对第三磁体的北极,从而,三个磁体被布置成(N-S)(S-N)(N-S)的相斥极构造。
各种永磁体可适于用作根据本发明的永磁体阻尼器中。永磁体易于获取并且形成了各种形状、尺寸和强度。例如,诸如钕磁体的稀土磁体适于用在本发明的实施例中。钕磁体由钕、铁和硼的组合(NdFeB)制成并且市售的形状包括柱形、薄片形、环形、球形、管形以及许多其他形状。在适当情况下并取决于意图应用的领域,多种其他类型的永磁体(包括钐钴)可用在根据本发明的永磁体阻尼器中。
根据本发明的永磁体阻尼器可适于升降机工业以外的应用领域。例如,本发明的实施例可适于对汽车中两个部件之间的振动进行阻尼。此外,本发明的类似于图2-4所示阻尼器22的实施例可通过构造成吸收两个部件之间的低频高幅振动而起到冲击吸收器的作用。
图6是本发明替代性实施例的细节俯视图,其中,对升降机***10中阻尼器22的数量和布置进行了改变。在图6的实施例中,升降机***10包括框架14、车厢16和连接在车厢16和框架14之间的八个阻尼器22。不同于图2-4的实施例,四个结合处(图6中示出了其中一个)的每一个均包括两个而不是三个阻尼器22。另外,每个阻尼器22的柱塞30连接到框架14,而不是布置成邻近于并接合框架14。特别地,每个结合处的两个阻尼器22利用柱塞30和框架14之间的共用的可旋转连接件A以及车厢16和套管24端部之间的分离的可旋转连接件B、C布置在框架14和车厢16之间,分离的可旋转连接件B、C与共用的可旋转连接件A相对。两个阻尼器22的位于框架14和柱塞30之间的共用的可旋转连接件A例如可以是连接到框架14的钩环和将两个阻尼器22可旋转地连接到钩环的叉杆销。
根据本发明的永磁体阻尼器的实施例以及包括这种阻尼器的升降机***相对于现有方法和设备提供了几点优势以提高升降机车厢的骑乘质量。根据本发明的永磁体阻尼器的实施例可布置在两个部件之间以基本吸收这两个部件之间的振动。例如,阻尼器可布置在两个升降机***部件之间,即升降机车厢和导轨之间,并且可构造成在由导轨引起的振动到达升降机车厢之前对该振动进行阻尼。而且,在永磁体成串布置的实施例中,***并不完全是被动的,其也直接并立即对所施加的载荷起作用,即,如果一个元件(例如车厢框架)暴露于突发的强振动,则永磁体***通过产生相应高程度的阻尼而极大地阻止振动传到第二元件(例如车厢)。
本发明的包括了成串布置的柱形永磁体的实施例相比诸如现有电磁装置的主动方案较不复杂并且成本较低,而且在一些应用中相比现有的被动磁结构显示出更好的稳定性。此外,在升降机***应用中,车厢和阻尼器的设置可得到改善。可首先将车厢固定到其载荷配重装置上,然后可释放并调节磁阻尼器以便在车厢和框架之间进行适当的分离。车厢的未对准或载荷的未平衡导致出现清楚的视觉指示。车厢相对于框架的位置可例如通过调节阻尼器内包含的螺栓而得到快速的调整。
本发明的前面的论述仅仅是示例性的,并且不应被理解为将所附权利要求限于任何特定的实施例或实施例组。例如,根据本发明的永磁体阻尼器的实施例包括改变阻尼器特性的修改,例如改变套管材料的导电性,改变套管厚度或容纳磁体的腔体的尺寸,改变磁体的尺寸、形状和数量,改变空气屏障和套管中的孔的尺寸以及改变缓冲件的形状,从O形圈变为基本柱形弹性构件。因此,虽然已经参照本发明的特定示例性实施例特别详细地描述了本发明,但应当意识到在不偏离本发明所附权利要求所阐明意欲保护的更宽范围的情况下,可对本发明作出众多修改和变化。
因此,说明书和附图应被看作是示例性的而非意图限制所附权利要求的范围。就本发明的前述公开而言,本领域技术人员将会意识到在本发明的范围内还可存在其他实施例和变型。相应地,本领域技术人员在本发明范围内从本公开所能获得的所有变型均应被包括为本发明的进一步实施例。本发明的范围由所附权利要求中所阐明的来限定。
Claims (28)
1.一种升降机***,所述***包括:
车厢;
连接到所述车厢的车厢框架;和
布置成对所述车厢相对于所述车厢框架的运动进行阻尼的多个永磁体阻尼器,其中,所述磁体阻尼器的每个均包括:
连接到第一部件的接收构件;
布置在所述接收构件内的第一永磁体;
布置在所述接收构件内与所述第一磁体成串的第二永磁体,其中,所述第二磁体包括磁极,该磁极排斥所述第一磁体的面对的磁极;和
可滑动地连接到所述接收构件的接合构件,所述接合构件包括:
构造成接合第二部件的第一端部;和
在所述接收构件内邻近于所述第一磁体的第二端部。
2.如权利要求1所述的***,进一步包括:
连接到所述车厢框架的至少一个导引件;
其中,所述磁体阻尼器构造成对所述车厢和所述至少一个导引件之间的振动进行阻尼。
3.如权利要求1所述的***,其中,所述第一部件是所述车厢或所述车厢框架中的一个,所述第二部件是所述车厢或所述车厢框架中的另一个。
4.如权利要求3所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器包括:
连接到所述车厢顶部邻近于所述框架的三对永磁体阻尼器。
5.如权利要求4所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器包括:
连接到所述车厢底部邻近于所述框架的三对永磁体阻尼器,并且
其中,每对磁体阻尼器中的两个磁体阻尼器构造成对所述车厢和所述框架之间的振动在两个相对的方向上进行阻尼。
6.如权利要求3所述的***,其中,所述接收构件是套管,所述接合构件是在所述套管中为轴颈的柱塞。
7.如权利要求6所述的***,
其中,所述套管的与所述柱塞相对的端部可旋转地连接到所述车厢;并且
其中,所述柱塞的所述第一端部可旋转地连接到所述框架。
8.如权利要求6所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器包括:
连接在所述车厢顶部和所述框架之间的两对永磁体阻尼器。
9.如权利要求8所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器包括:
连接在所述车厢底部和所述框架之间的两对永磁体阻尼器,并且
其中,每对所述磁体阻尼器中的两个磁体阻尼器构造有共用的可旋转连接件和分离的可旋转连接件,所述共用的可旋转连接件位于所述柱塞和所述框架之间,所述分离的可旋转连接件位于所述套管的与所述柱塞相对的端部和所述车厢之间。
10.如权利要求6所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器中的每个均进一步包括螺纹构件,所述螺纹构件可调节地连接到与所述柱塞相对的所述套管并且包括位于所述套管内邻近于所述第二磁体的端部。
11.如权利要求10所述的***,其中,所述螺纹构件的端部连接到所述第二磁体。
12.如权利要求6所述的***,
其中,所述多个永磁体阻尼器中的每个均进一步包括O形圈,所述O形圈构造成限制所述柱塞相对于所述套管的运动,并且
其中,所述O形圈布置在所述柱塞的杆体周围,在所述柱塞的头部和所述套管的端部之间,所述柱塞可滑动地连接到所述套管。
13.如权利要求6所述的***,其中,所述套管包括至少一个开孔,所述开孔具有在所述套管内侧表面上的第一开口以及在所述套管外侧表面上的第二开口。
14.如权利要求1所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器中的每个均进一步包括一个或多个附加的永磁体,所述一个或多个附加的永磁体在所述接收构件内与所述第一和第二磁体成串布置。
15.如权利要求1所述的***,其中,所述多个永磁体阻尼器中的每个均进一步包括缓冲件,所述缓冲件构造成限制所述接合构件相对于所述接收构件的运动。
16.如权利要求15所述的***,其中,所述缓冲件是O形圈。
17.如权利要求1所述的***,其中,所述接收构件由导电材料形成,使得当所述磁体中的一个或两个在所述接收构件内运动时产生电涡流。
18.如权利要求1所述的***,其中,所述第一和第二磁体中的至少一个是大致柱形的。
19.一种用于对第一部件和第二部件之间的振动进行阻尼的装置,所述装置包括:
接收构件,其构造成连接到所述第一部件;
第一永磁体,其布置在所述接收构件内;
第二永磁体,其布置在所述接收构件内与所述第一磁体成串,其中,所述第二磁体包括磁极,该磁极排斥所述第一磁体的面对的磁极;和
可滑动地连接到所述接收构件的接合构件,所述接合构件包括:
构造成接合所述第二部件的第一端部;和
在所述接收构件内邻近于所述第一磁体的第二端部。
20.如权利要求19所述的装置,进一步包括一个或多个附加的永磁体,所述一个或多个附加的永磁体在所述接收构件内与所述第一和第二磁体成串布置。
21.如权利要求19所述的装置,
其中,所述接收构件的与所述接合构件相对的端部构造成可旋转地连接到所述第一部件;并且
其中,所述接合构件的所述第一端部构造成可旋转地连接到所述第二部件。
22.如权利要求19所述的装置,进一步包括螺纹构件,所述螺纹构件可调节地连接到与所述接合构件相对的所述接收构件并且包括位于所述接收构件内邻近于所述第二磁体的端部。
23.如权利要求19所述的装置,进一步包括缓冲件,所述缓冲件构造成限制所述接合构件相对于所述接收构件的运动。
24.如权利要求23所述的装置,其中,所述缓冲件是O形圈。
25.如权利要求19所述的装置,其中,所述接收构件由导电材料形成,使得当所述磁体中的一个或两个在所述接收构件内运动时产生电涡流。
26.如权利要求19所述的装置,其中,所述第一和第二磁体中的至少一个是大致柱形的。
27.如权利要求19所述的装置,其中,所述接收构件是套管,所述接合构件是柱塞。
28.如权利要求28所述的装置,进一步包括:
O形圈,所述O形圈构造成限制所述柱塞相对于所述套管的运动,其中,所述O形圈布置在所述柱塞的杆体周围,在所述柱塞的头部和所述套管的端部之间,所述柱塞可滑动地连接到所述套管。
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